Защитный профиль из полимерной композиции

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЗАЩИТНЫЙ ПРОФИЛЬ ИЗ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ(71) Заявители Учреждение образования Гродненский государственный аграрный университет Открытое акционерное общество Белвторполимер(72) Авторы Чекель Александр Владимирович Струк Василий Александрович Пестис Витольд Казимирович Лучина Леонид Александрович(73) Патентообладатели Учреждение образования Гродненский государственный аграрный университет Открытое акционерное общество Белвторполимер(57) Защитный профиль из полимерной композиции, состоящий из чередующихся утолщений и более тонких участков, выполненных из упругого полимерного материала, модуль упругости которого меньше приведенного модуля упругости защищаемого изделия, отличающийся тем, что он выполнен многослойным, причем внутренний слой обеспечивает защиту от механических повреждений и выполнен из монолитного, пористого или вспененного полимерного термопластичного материала, а наружный слой - от коррозионного повреждения транспортируемого изделия и представляет собой покрытие из композиционного материала на основе полимерной или олигомерной матрицы и ингибитора коррозии при соотношении толщины наружного 1 и внутреннего 2 слоев, равном 0,010,11.(56) 1. А.с. 1576441, МПК В 65 81/02. 2. А.с. 1364548, МПК В 65 81/02. 3. Свидетельство на полезную модель РФ 25883, МПК В 65 81/02, 2002 (прототип). Фиг. 1 Полезная модель относится к упаковочным изделиям и может быть использована для защиты от динамических воздействий и неблагоприятных условий транспортировки и хранения при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке крупногабаритных полуфабрикатов большой массы, например металлопроката в виде рулонов и пачек метал 59802010.02.28 лических листов и пластин, связок погонажных изделий в виде труб, швеллера, уголка,арматуры и т.п. Известная конструкция амортизирующей прокладки на ребра изделий 1 представляет собой корпус из упругого материала с цилиндрической поверхностью, имеющей поперечное сечение в виде разомкнутого кольца. Данная прокладка обеспечивает эффективную защиту транспортируемых изделий от повреждения при транспортировке и перевалке. Однако данной конструкции прокладки согласно 1 присущ ряд существенных недостатков прокладка обеспечивает эффективную защиту только углов изделий при применении прокладки для защиты плоских изделий типа листов или пластин она препятствует их укладке в пакеты масса прокладки достаточно велика, что приводит к неэффективным затратам защитного материала (например, полимерных композитов) и повышению транспортных расходов при перемещении грузов конструкция прокладки создает определенные трудности при возврате использованной упаковки производителю продукции. Известна конструкция упаковочного прокладочного материала, представляющая собой двухслойный элемент, один слой которого является основой, другой слой содержит цилиндрические выступы, заполненные воздухом, а слои между собой соединены герметично для предотвращения удаления воздуха из выступов. Такой упаковочный материал эффективен для применения при транспортировании приборов, бытовой техники, исследовательского оборудования. К числу существенных недостатков такой конструкции относятся необходимость применения специального технологического оборудования для получения многослойного материала относительно низкий уровень защиты, обеспечиваемой прокладочным материалом, т.к. при интенсивном механическом воздействии или большой массе транспортируемого груза газонаполненные амортизирующие участки разрушаются и теряют свою способность обеспечивать защиту от повреждений вследствие небольшой толщины пленки (5-10 мкм). Известна конструкция амортизирующей прокладки 2, состоящей из чередующихся утолщений и более тонких участков. Недостатком данной конструкции является невысокая эффективность защиты продукции от механических повреждений, т.к. размеры утолщений и тонких участков соизмеримы и не обеспечивают рассеяние энергии ударных воздействий при погрузочно-разгрузочных работах. Наиболее близким к заявляемой модели по совокупности признаков является защитный профиль, состоящий из чередующихся утолщений и более тонких участков, отличающийся тем, что он выполнен из упругого монолитного или пористого материала,модуль упругости которого меньше приведенного модуля упругости защищаемого изделия, а геометрические элементы профиля выбраны из условия максимально возможная величина деформации профиля при динамических воздействиях в плоскости, перпендикулярной защищаемому элементу изделия, в месте воздействия не должна превышать максимальной толщины профиля при соответствии формы профиля форме защищаемого элемента изделия 3. Данная конструкция защитного профиля обеспечивает эффективную защиту изделий или полуфабриката, в том числе металлопроката в виде рулонов, листов, пачек и т.п., благодаря достаточно высоким упругим характеристикам и возможности деформироваться без разрушения при изгибе. К числу существенных недостатков конструкции защитного профиля, выбранной за прототип, относятся большая материалоемкость профиля в случае применения монолитного материала 59802010.02.28 низкая защитная способность профиля при использовании пористого материала, т.к. при механических нагрузках поры не препятствуют деформированию утолщений, и профиль принимает конфигурацию плоского листа с низкой защитной способностью при применении пористого материала резко возрастает коррозионное повреждение транспортируемого металлического полуфабриката из-за поглощения и удерживания открытыми порами атмосферной влаги, жидких и газообразных коррозионно-активных сред. При длительном транспортировании груза такой защитный профиль будет способствовать развитию щелевой коррозии на металлической поверхности под профилем низкий уровень защиты при динамическом контактировании пакета из упакованных полуфабрикатов из-за симметричного расположения утолщений и более тонких участков защитного профиля недостаточная деформативность утолщений из монолитного материала, что приводит к пластическому деформированию (течению) при высоких значениях контактных нагрузок и потере ими защитных способностей. Задача разработки полезной модели - повышение эффективности защиты транспортируемых или складируемых изделий при уменьшении материалоемкости защитных покрытий. Поставленная задача достигается тем, что защитный профиль из полимерной композиции, состоящий из чередующихся утолщений и более тонких участков, выполненных из упругого полимерного материала, модуль упругости которого меньше приведенного модуля упругости защищаемого изделия, выполнен многослойным, причем внутренний слой обеспечивает защиту от механических повреждений и выполнен из монолитного, пористого или вспененного полимерного термопластичного материала, а наружный слой обеспечивает защиту от коррозионного повреждения и представляет собой покрытие из композиционного материала на основе полимерного или олигомерного связующего и ингибитора коррозии. Достижение поставленной задачи обеспечивается путем применения в конструкции защитного профиля предлагаемых технических решений и поясняется следующими сведениями 1. Защитный профиль выполнен многослойным из материалов различного назначения(фиг. 1-4). 2. Внутренний слой профиля выполнен из полимерного композиционного материала,обеспечивающего заданный уровень защиты изделия (продукции) от механических повреждений, а наружный слой выполнен из композиционного материала, обеспечивающего заданный уровень антикоррозионной защиты. 3. Внутренний слой профиля выполнен из монолитного (фиг. 1, 2), вспененного(фиг. 3) или пористого композиционного материала (фиг. 4). 4. Наружный слой профиля выполнен из композиционного материала на основе олигомеров фенолформальдегидных, эпоксидных, эпоксифенольных и др. сшивающихся смол, их сополимеров или водорастворимых полимеров. 5. Наружный слой профиля выполнен из пластичной композиции на основе минеральных или синтетических масел и аддуктов технологических процессов переработки масел и жиров, загущенных солями органических кислот или высокомолекулярными соединениями. 6. В состав композиционного материала для наружного слоя введены ингибиторы коррозии металлов. 7. Соотношение толщины наружного слоя 1 и внутреннего слоя 2 находится в диапазоне 0,010,11. На фиг. 1 изображено характерное сечение профиля с односторонним наружным слоем из полимерной композиции. Толщина наружного слоя 2 составляет 1. Наружный слой наносят на внутренний слой защитного профиля 2 толщиной 2. На фиг. 2 изображено сечение защитного профиля с двухсторонним наружным слоем 2, толщиной 1, который нанесен на внутренний слой 1, толщиной 2. 3 59802010.02.28 На фиг. 3 приведен вариант защитного профиля, у которого внутренний слой 1 толщиной 2 выполнен из вспененного материала. На фиг. 4 изображена характерная структура защитного профиля, у которого внутренний слой 1, толщиной 2, выполнен из пористого материала. Наружный слой 2 толщиной 1 нанесен на внутренний слой 1. Достижение положительного эффекта от реализации предложенных в полезной модели технических решений осуществляется следующим образом. Наличие нескольких слоев у защитного профиля с различным функциональным назначением позволяет не только упростить технологический процесс его изготовления, но обеспечить надежную защиту транспортируемых грузов как от механического повреждения, так и от коррозионного воздействия окружающей среды. Тонкий наружный слой на поверхности профиля позволяет доставить ингибитор коррозии непосредственно к месту возможного поражения. В этом случае при толщине слоя 3-5 мкм практически весь введенный ингибитор используется по прямому назначению. В качестве связующего для получения наружного слоя можно использовать спирто- и водорастворимые олигомеры фенолформальдегидных смол, эпоксидных смол, их сополимеры(эпоксифенольные, эпоксиполиэфирные и т.п.), поливинилацетатные эмульсии, полиакриловые эмульсии, поливиниловый спирт, поливинилбутираль и отходы их производства. Возможно использование промышленно выпускаемых лакокрасочных материалов на их основе, например производимых ОАО Лакокраска (г. Лида, Беларусь). Ингибитор коррозии, например МСДА, ИФ-ХАНГАЗ, АКОР, нитрит натрия, соли фосфорной кислоты и др., вводят в состав раствора пленкообразующего и перемешивают до получения однородной консистенции. Содержание ингибитора коррозии составляет 5-20 мас.от содержания связующего. Наружный слой наносят на поверхность профиля окунанием,поливом, намазыванием валиком или пневмораспылением. Сплошность покрытия не играет определяющей роли, т.к. введенного количества ингибитора коррозии достаточно для обеспечения эффективной защиты транспортируемого изделия от повреждения. Особый интерес представляют собой покрытия из водорастворимых полимеров или эмульсий, содержащие водорастворимые ингибиторы коррозии. В этом случае воздействие атмосферной влаги вызывает растворение частиц ингибитора (например, 2), выделение раствора в зону контакта и защиту от повреждения даже в условиях длительного хранения или транспортирования продукции в неблагоприятных условиях. Применение вспененного или пористого материала для изготовления внутреннего слоя профиля обеспечивает дополнительные преимущества, т.к. позволяет снижать материалоемкость профиля и его себестоимость, а также использовать ингибиторы коррозии в больших концентрациях. Например, при использовании пористого материала на основе полиэтилена, полипропилена и др. термопластов, полученного по технологии - (распылением расплава), можно в качестве ингибитора коррозии применить гудроны соапстока растительных масел (ГРМ). Гудроны соапстока являются отходами процесса получения жиров на основе растительных масел. Гудроны представляют собой пластичную композицию, которая при нанесении на пористую подложку заполняет пустоты поверхностного слоя и предотвращает поглощение ими атмосферной влаги (фиг. 4). При механическом воздействии на профиль пластичный ингибитор коррозии (ГРМ) выделяется из микропустот и попадает на защищаемую поверхность изделия. Аналогичным действием обладают и покрытия на основе олигомерных и полимерных матриц, содержащие ингибитор коррозии. Часть ингибитора поглощается порами пористого материала. Многослойная конструкция защитного профиля при использовании пористых материалов лишена недостатков, обусловленных возможностью протекания коррозионных процессов из-за неблагоприятного действия компонентов окружающей среды, присущих 4 59802010.02.28 однослойным защитным профилям согласно прототипу 3. Для получения внутреннего слоя защитного профиля возможно использовать любые термопластичные полимеры,пригодные для переработки методом экструзии, или их регенерированные продукты и смеси (ПЭНД, ПЭВД, ПП, ТПУ, СЭВА, ПА и др.). Особый эффект обеспечивает использование регенерированных полимеров, которые имеют существенно более низкую стоимость по сравнению с первичными материалами и позволяют снизить неблагоприятное техногенное воздействие на окружающую среду. При получении пористого внутреннего слоя в качестве вспенивающих агентов (порофоров) целесообразно использовать промышленно выпускаемые азотсодержащие соединения(например, азоформамид) или терморазлагающиеся соли органических и неорганических кислот - карбонаты, формиаты, оксалаты и др. Выбор конкретного порофора определяется используемым полимером. Содержание порофора составляет 0,5-2,0 мас. . Конструктивно заявляемый профиль выполняют следующим образом. Вариант 1. Наружный слой, состоящий из композиции на основе поливинилацетатной эмульсии(ПВА) и 5 мас.нитрита натрия, формируют из водного раствора путем распыления. Толщина слоя после высыхания составляет 100 мкм. Внутренний слой профиля формируют методом экструзии из полипропилена Каплен (производство РФ). Толщина прослойки 1 мм, толщина утолщения профиля 10 мм. Соотношение толщины наружного слоя 1 и внутреннего слоя 2 составляет 0,01. Вариант 2. Наружный слой профиля формируют из композиционного материала на основе эпоксиперхлорвиниловой смолы, наполнителя, отвердителя, пигмента и ингибитора коррозии ВИТАЛ (20 мас. ) методом пневмораспыления из суспензии в растворителе Р-1. Толщина наружного слоя после удаления растворителя составляет 1 000 мкм (1 мм). Наружный слой наносят на обе плоскости профиля. Внутренний слой формируют методом экструзии через профилированную головку из вторичного полиэтилена низкого давления (производство ОАО Полимир), содержащего 2 мас.порофора (азоформамид), 5 мас.дибутилфталата и 5 мас.ингибитора коррозии ВИТАЛ. Толщина экструдируемого профиля в наибольшем сечении составляет 10 мм. Соотношение толщины наружного слоя 1 и внутреннего слоя 2 составляет 0,1. Вариант 3. Внутренний слой защитного профиля получают воздушным распылением расплава полиэтилена высокого давления ПЭВД (производство ОАО Полимир, технология ). Получают пористый полуфабрикат толщиной 20 мм и размером пор 0,5-1 мм. Наружный слой защитного профиля формируют из олигомерного продукта гудронов соапстока растительного масла ГРМ (производство ОАО Гомельжиркомбинат). Толщина слоя гудронов составляет 100 мкм. Соотношение 1 и 2 составляет 0,05. Испытания заявленного защитного профиля из полимерной композиции осуществлены на ООО МП Ремтранс (г. Череповец, РФ) и ОАО Белкард при транспортировке металлопроката различной номенклатуры, карданных валов и их комплектующих. Защитный профиль был изготовлен на технологическом оборудовании ОАО Белвторполимер. Технологические испытания заявленного защитного профиля из полимерной композиции свидетельствуют о высокой эффективности его применения при транспортировке и хранении металлоизделий различного назначения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6